ZINK-EISEN

HÄRTE HV

  • Grundlegende Härte: Die Härte von Zink-Eisen-Schichten ist im Vergleich zu reinem Zink erhöht und liegt typischerweise zwischen 150–250 HV (Vickers-Härte), abhängig von der Eisenkonzentration und den Abscheidungsparametern.

 

  • Eisenanteil: Ein Eisenanteil zwischen 0,3 % und 1 % wird üblicherweise angestrebt, da dieser Bereich die besten Ergebnisse in Bezug auf Härte und Korrosionsbeständigkeit liefert.

 

  • Einfluss der Abscheideparameter: Die Härte kann durch Anpassung der Stromdichte, der Elektrolytzusammensetzung und der Badtemperatur variieren. Eine kontrollierte Abscheidung gewährleistet gleichmäßige Schichten mit optimaler Härte.

KORROSIONS
BESTÄNDIGKEIT

  • Hervorragender Korrosionsschutz: Zink-Eisen-Schichten bieten einen verbesserten Korrosionsschutz im Vergleich zu reinem Zink, insbesondere in industriellen und städtischen Umgebungen. Der Eisenanteil erhöht die Beständigkeit gegenüber aggressiven Einflüssen und trägt dazu bei, dass die Schicht langsamer korrodiert.
  • Weiß- und Rotrostbeständigkeit: Die Korrosionsbeständigkeit gegen Weißrost (Zinkoxidbildung) ist sehr gut, und die Schichten bieten durch den Opferanodeneffekt auch einen guten Schutz gegen Rotrost (Korrosion des Grundmaterials).
  • Eignung für Passivierungen: Wie bei anderen Zinklegierungen kann die Korrosionsbeständigkeit durch eine Chrom(III)-Passivierung oder andere Passivierungsarten weiter verbessert werden. Eine Passivierung erhöht die Lebensdauer der Schicht und schützt zusätzlich gegen Umwelteinflüsse.
  • Temperaturbeständigkeit: Zink-Eisen-Schichten haben eine moderate Temperaturbeständigkeit. Sie eignen sich gut für Anwendungen bei normalen Umgebungstemperaturen, allerdings sind sie für sehr hohe Temperaturen (>200 °C) weniger geeignet, da sie bei diesen Temperaturen ihre Korrosionsschutzwirkung verlieren können.

Vorteile und Anwendung von Zink-Eisen-Schichten im Vergleich zu reinem Zink

  1. Höhere Abriebfestigkeit: Durch den Eisenanteil sind Zink-Eisen-Schichten widerstandsfähiger gegen mechanischen Abrieb und eignen sich gut für Teile, die leichten bis mittleren mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.
  2. Korrosionsschutz in schwierigen Umgebungen: Zink-Eisen-Schichten bieten Schutz in korrosiven Umgebungen und sind häufig in der Automobilindustrie gefragt, wo Bauteile Straßenchemikalien und Salzlösungen ausgesetzt sind.
  3. Kosten-Effektivität: Zink-Eisen-Beschichtungen sind eine kostengünstigere Alternative zu hochwertigeren Beschichtungen wie Zink-Nickel, bieten aber dennoch verbesserten Schutz im Vergleich zu reinem Zink.
  4. Optische Anpassung durch Passivierungen: Durch verschiedene Passivierungen können Zink-Eisen-Schichten an das gewünschte Erscheinungsbild angepasst werden (z. B. schwarz oder blau), was für dekorative Anwendungen genutzt wird.
  • Opferanodischer Schutz: Ähnlich wie reine Zinkschichten bietet Zink-Eisen einen kathodischen Schutz für Stahl. Das bedeutet, dass die Zink-Eisen-Schicht als Opferanode fungiert und so das Grundmaterial (Stahl) auch bei Beschädigung der Beschichtung vor Korrosion schützt.
  • Gute Haftungseigenschaften: Die Haftung auf dem Grundmaterial ist gut, vorausgesetzt, die Oberfläche wird vor dem Beschichtungsprozess gut gereinigt und vorbereitet. Dadurch ist eine lange Lebensdauer gewährleistet, auch bei mechanischen Belastungen und Witterungseinflüssen.
  • Löt- und Schweißbarkeit: Zink-Eisen-Schichten sind, ähnlich wie reine Zinkschichten, löt- und schweißbar. Diese Eigenschaft ist besonders in der Elektronik und im Maschinenbau nützlich, wo beschichtete Bauteile miteinander verbunden werden müssen. Es sind jedoch Schutzmaßnahmen erforderlich, um schädliche Dämpfe zu vermeiden.
  • Moderat duktil und flexibel: Zink-Eisen-Schichten sind zwar härter als reine Zinkschichten, bleiben jedoch duktil und können leichte Verformungen aushalten. Dies ist vorteilhaft für Anwendungen, bei denen Teile leichte mechanische Verformungen erfahren.
  • Dekorative Oberflächengestaltung: Zink-Eisen-Schichten haben ein silber-metallisches Aussehen und können durch Passivierungen (z. B. blau oder schwarz) eine ansprechende Optik erhalten. Diese Eigenschaft ist besonders in der Automobilindustrie geschätzt, wo die ästhetische Wirkung eine Rolle spielt.
  • Erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Einflüssen: Zink-Eisen ist relativ beständig gegenüber Chemikalien, insbesondere gegenüber salzhaltigen Umgebungen und schwach sauren Medien. Dadurch eignet sich die Schicht für Anwendungen in Umgebungen, die chemischen Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Straßen- oder Industriebedingungen.
  • Wirtschaftlichkeit: Zink-Eisen ist eine kostengünstige Lösung im Vergleich zu hochwertigeren Beschichtungen wie Zink-Nickel. Es bietet einen guten Schutz zu einem günstigen Preis und ist daher in vielen industriellen Bereichen eine bevorzugte Wahl.
  • Kompatibilität mit Duplex-Systemen: Zink-Eisen-Schichten können mit organischen Beschichtungen wie Klarlacken oder Pulverbeschichtungen kombiniert werden (sog. Duplex-Systeme). Dadurch wird die Korrosionsbeständigkeit erheblich verbessert, da die organische Schicht eine zusätzliche Barriere gegen Feuchtigkeit und Sauerstoff bietet.
  • Umweltfreundlichere Alternative: Im Vergleich zu älteren Chrom(VI)-basierten Korrosionsschutzbeschichtungen sind Zink-Eisen-Schichten eine umweltfreundlichere Lösung, da sie keine giftigen Schwermetalle enthalten. Viele Prozesse verwenden Chrom(III)-Passivierungen, die die Umwelt- und Gesundheitsrisiken reduzieren.
  • Recyclingfähigkeit: Zink-Eisen-Schichten sind, wie viele galvanische Schichten, gut recycelbar und lassen sich durch moderne Recyclingverfahren zurückgewinnen. Das macht sie zu einer nachhaltigeren Option im Vergleich zu anderen Beschichtungsvarianten.

 

Zink-Eisen-Schichten bieten eine robuste und vielseitige Lösung mit gutem Korrosionsschutz, solider Härte und ästhetischer Anpassungsfähigkeit. Sie sind besonders für Anwendungen geeignet, die moderate Korrosions- und Verschleißbeständigkeit bei geringem Kostenaufwand erfordern. Besonders in der Automobilindustrie, im Maschinenbau und in der Elektronik bieten Zink-Eisen-Schichten eine nachhaltige und wirtschaftliche Alternative zu anderen Oberflächenbeschichtungen.

 

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